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Entmystifiziert: So funktioniert NVIDIAs 4-fach Adapter für den 12VHPWR-Anschluss der GeForce RTX 4090 wirklich!

Wer kennt ihn nicht, den lustigen Adapter von NVIDIA, mit dem man vier PCIe 6+2 Pin Kabel zusammenführen kann, um auch Grafikkarten mit bis zu 600 Watt betreiben zu können. Wer nur drei Stecker anschließt, erhält nur 450 Watt und bei zwei Steckern startet der PC mit etwas Pech gar nicht mehr. Dabei spielt es auch keine Rolle, welchen der vier Anschlüsse man frei lässt. Genau dieser Umstand hat aber meine Neugierde geweckt, denn es gab im Zusammenspiel von „smartem“ Adapter und der Firmware einiger Bordpartner-Karten durchaus Probleme, die so nicht hätten auftreten dürfen.

Try & Error

Der Trick mit dem smarten Adapter

Natürlich hätte man das alles einfach auftrennen (und damit sicher auch zerstören) können, aber ich habe erstens nicht so viele Adapter und Zweitens ist es auch immer wieder eine sportliche Herausforderung, solche Details auch so herauszubekommen. Ich hatte ja im Launch-Video gesagt, dass man die Karte in der Theorie auch mit einem einzigen 6+2-Pin-Kabel betreiben könnte und bin dann dafür von Einigen arg angefeindet worden. Dass es geht, liegt in der Natur der Sache, nur muss eben man auch wissen, wie dieser Adapter funktioniert. Da NVIDIA noch nicht einmal den Boardpartnern und Netzteilherstellern verraten wollte, wie die Logik des Adapters funktioniert, bleib nur das eigene Labor.

Eine kleine Vorbemerkung ist auch noch wichtig: Bei allen Belegungen betrachte ich den 12VHPWR als Stecker (male) und die vier 8-Pin-Anschlüsse als Buchsen (female), so dass die Pin-Belegungen meist spiegelverkehrt zu dem sind, was man im Internet sonst so zu den jeweiligen Anschlüssen findet. Alles, was hier im Folgenden beschrieben wird, betrifft die jeweilige Frontansicht der Verbindungen des Adapters und nicht der Grafikkarte oder eingesteckten 6+2-Pin-Kabel!

Das ist so. Zwei Kabel sind nutzlos

 

Bereits vor dem Launch hatte ich bemerkt, dass sich das Power Limit der RTX 4090 FE automatisch verringert, wenn man ein Kabel weglässt. Das ist insofern ärgerlich, als dass NVIDIA nettes PCAT-Tool zur Messung der Leistungsaufnahme nur über drei Rails verfügt. Da ich aber eine sehr gut gefüllte Kabel-Kiste besitze, war ein Y-Stück schnell gefunden. Das ging dann auch ganz gut. Aus einer gewissen Neugier heraus habe ich mich dann den vierten Anschluss abgesteckt und mit einer Boardpartnerkarte ein Desaster erlebt. Doch dazu komme ich gleich noch, wenn es um die teilweise unerklärlichen Auswirkungen und diverse BIOS-Fehler geht. Wenn man statt des gesamten 6+2 Steckers jedoch nur den 2-Pin (Sense) einsteckt und dafür den 6-Pin für 12V und Masse weglässt, dann läuft nämlich wieder alles wie gewünscht. Merkt Ihr was?

Das geht sogar mit nur 2 Kabeln, oder….

Doch das wäre ja viel zu einfach und NVIDIA rechnet ja auch immer mit der „Unbedarftheit“ der Kunden. Also musste es sich um eine einfache Schaltlogik (UND-Gatter) handeln, die die beiden Pins des 12VHPWR dann entsprechend verschaltet. Also habe ich mal die ganzen Leitungen freigelegt und eigentlich genau das gesehen, was ich anhand meiner ersten Messungen zwischen den Kabeln auch erwartet hatte. Ohne angesteckte Kabel sind bereits jeweils die sechs 12V-Pins  und die sechs Masse-Pins in Stecker gebrückt, so dass ein auch nur noch eine einzige Spannungsschiene gibt. Damit entfällt natürlich auch die Möglichkeit, fehlende Rails zu erkennen, wie man es früher schaltungstechnisch auf der Grafikkarten-Platine beim Fehlen eines Steckers bemerken konnte. Und genau deshalb geht die ganze Geschichte leider auch mit einem einzigen Kabel zu betreiben, wenn man zusätzlich etwas trickst.

Einer der beiden Sense-Pins pro 6+2 Buchse war mit keiner der Leitungen direkt verbunden, auch nicht mit den beiden ersten Seitenband-Kontakten, die im 12VHPWR für die Erkennung der  TBP verantwortlich sind. Allerdings war der Widerstand auch nicht unendlich groß, sondern lag im Bereich üblicher IC-Eingänge. Aha, da haben wir es ja!

Da ich sicher bin, dass in Kürze bei eBay, Amazon oder Alibaba modifizierte Kabel mit Trick 17 für kleines Geld angeboten werden, sehe ich diesen Artikel heute auch als Warnung vor derartigen Konstrukten, die wirklich brandgefährlich sind. Im wahrsten Sinne des Wortes.
Eine Buchse hat es in sich, wortwörtlich

Doch schauen wir noch einmal kurz auf mein freigelegtes Kabelgewirr: Was sehen wir jetzt im Detail? Zum einen führt nur jeweils eine 12-Volt- und Masse-Leitung pro Buchse zum 12VHPWR, was aufgrund der Kürze des Kabels kein Beinbruch ist. Und messtechnisch ist es so, dass der obere der beiden Sense-Pins noch direkt in der Buchse an Masse angebunden ist. Und dann wird es interessant! An die erste 8-Pin-Buchse führen insgesamt 5 Leitungen: die zwei von den Sense-Pins des 12VHPWR -Steckers und jeweils ausgehend drei weitere Kabel, von denen jeweils eins an einen der anderen Anschlüsse führt.

Daraus ergibt sich natürlich auch, dass in der ersten Buchse eine kleine Schaltlogik verbaut sein muss, die über die 12V-Leitung mit gespeist wird. Da wir bereits wissen, dass am 12VHPWR alle Leitungen gebrückt auf einer einzigen Schiene liegen, muss das Kabel #1 also noch nicht einmal am Netzteil angeschlossen sein, wenn mindestens ein anderes angeschlossen wurde. Wenn man das herausgefunden hat, kann man ja der Übersichtlichkeit halber noch ein Blockschaltbild zeichnen, welches das Ganze schön veranschaulicht:

Damit wäre dann auch geklärt, wie NVIDIAs smarter „Wunder-Adapter“ funktioniert. Dumm nur, dass man als Alibaba-Protagonist den IC einfach weglassen und eine kleine feste Brücke integrieren kann, der die Sense-Pins am 12VHPWR einfach gegen Masse überbrückt. Deshalb meine Warnung: bitte so etwas NICHT kaufen! Was jedoch passiert, wenn sich das BIOS mit der neuen, abgestuften TBP-Welt noch etwas schwer tut, das sehr Ihr auf der nächsten Seite. Und es erklärt auch, warum es schon vor dem Launch Kollegen gab, die mit der gelieferten Boardpartnerkarte Probleme hatten.

 

Kommentar

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G
Guest

Das bedeutet das rein Theoretisch, ein 8-fach pcie Anschluss, der nur 1x 12v und 1x Masse hat, also stark beschränkt, die vollen 150W (600W/4) liefern muss? Wow. Jetzt muss man wirklich genauer hinschauen beim Kabelkauf. Wie das wohl bei cablemod abläuft? Die haben ja einen 4x8-pin auf 12HVPWR. Wird direkt am NT angeschlossen.

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RedF

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Da ist es egal, geht ja direkt ins PSU.

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G
Guest

Aber im Prinzip kommt doch die gesamte Leistung aus 4x 12v Kabeln von der PSU. Eins pro "Stecker"? Was bedeutet das der Kabelquerschnitt ausschlaggebend ist für die wärmeentwicklung.
Was sich mir auch nicht ganz erschließt (bin kein Experte in e-technik), werden im Stecker alle 12v Pins verbunden und alle Masse und DANN über den Stecker in die GPU? Dann wäre es ja auch erledigt mit diesem gerücht dass die Adapter dafür sorgen dass ein pcie Stecker 200-300W liefern muss und andere Idlen nur so rum. Hab das glaube ich bei PCGH Mal gelesen. Wenn aber alle Kabel am Ende verbunden werden fällt das ja nahezu komplett raus.
Sorry muss so leihenhaft fragen :D Das überschreitet meine Basic-Industrie-Kenntnisse hehe

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RedF

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Ja.
Im Netzteil laufen dann alle 12V auf ein und die selbe Schiene ( bei Single Rail ) und auf der Karte auch. Vor sich hin Ideln kann da keiner.

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Thy

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So ein UND-Gatter ist immerhin smarter als eine Brückung, das IMMER-Gatter, welches dann schnell zum NIMMER-Gatter werden kann. Danke für die Untersuchung.

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G
Guest

Okay, genau das meinte ich. Danke dir @RedF
Hab das irgendwo Mal gelesen dass eben am ersten Stecker 300W gezogen wurden.

Was mich da noch etwas verwundert ist die geringe Leistungsaufnahme vom PCIe Slot. Laut Test lag dieser ja gerade Mal bei rund 20%. Dies würde den Stecker auch noch etwas entlasten. Oder dass nicht mehr Pins/Adern vom PCIe Stecker verwendet werden. Würde ja ebenfalls nochmal die einzelnen Kabel entlasten. Bzw warum das nicht gemacht wurde erschließt sich mir nicht. Aber Nvidia hat dafür sicherlich schlauere köpfe als meinen :D

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Igor Wallossek

Format©

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PCI SIG. Und das Legen von Phasen auf den PEG ist meh. Dann lieber alles sauber auf die externen Anschlüsse.

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ssj3rd

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Hmm, wollte eigentlich eine TUF holen und nur 3 der 4 Adapter benutzen bis nächstes Jahr wenn ich mir ein ATX 3.0 hole.

Dachte eigentlich das es problemlos geht nach dem Test von CB, jetzt bin ich wieder unsicher…

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HerrRossi

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Hmmm, was heißt das jetzt für die Phantom GS? Die hat ein TGP von 450W. Wird die mit drei Kabeln laufen oder brauche ich doch vier Kabel bzw. einen Adapter?

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P
Pokerclock

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131 Kommentare 98 Likes

Danke Dir Igor für die Infos. Dann werde ich meinen Kunden mindestens einen Beipackzettel mehr in Knallorange beilegen, dass die Adapter doch bitte nicht verloren gehen und von an Anfang an vollständig angesteckt benutzt werden sollen.

Aber ich sehe es jetzt schon kommen, dass so mancher Kunde der Meinung ist, das geht auch mit weniger Anschlüssen und dann die Probleme erst so richtig anfangen, wenn ganze Treiberneuinstallationen notwendig sind. Immerhin kann ich nun hierhier verlinken. :)

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big-maec

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Zur Absicherung könnte man noch einen Temperatursensor am Sense Pin anschließen und im Stecker verbauen, der bei zu hohen Temperaturen an den Kontakten die Karte drosselt.

Würde das ja gerne mal ausprobieren in der Praxis, aber leider fehlt mir der Adapter und ganz zu schweigen von einer Karte.;)

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Igor Wallossek

Format©

7,591 Kommentare 12,647 Likes

Bei drei Kabeln läuft die mit 450 Watt, die GS hjabe ich damit schon getestet :)

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HerrRossi

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6,671 Kommentare 2,136 Likes

Super, das reicht mir! OC habe ich eh nicht vor.

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G
Guest

Was mich irritiert ist Seasonic sagt

,,Thank you for your reply.

The cable provided is complaint to ATX 3.0 and is made of 16AWG wires with High Current Terminal connectors. It can handle the load without any problem hence why they have been provided with our PSU. The cable we send is exactly the same. So, you do not need a new cable, simply use the ones you already have. You are already all set ;)
''

das sind aber nur zwei Kabel im 1600watt Prime PX 1600 auf einen 12VHPWR ist das realistisch oder Humbug? was der Unterschied zwischen Adapter und direkt an der psu?

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big-maec

Veteran

326 Kommentare 161 Likes

Das hängt mit der Spezifikation der Stecker und Leitungen zusammen. Bei dem Adapter geht man von Standard Stecker und Kupferleitungen aus, die dann auf 4 Kabelstränge aufgeteilt werden, um auf Nummer sicher zu gehen.

Bei Seasonic sind 2 Kabelstränge (8 + 8 Pins) verwendet worden, weil deren Stecker und Kabel eine andere Spezifikation und Qualität haben und für diese Strombelastung so ausgelegt sind.

Den Unterschied würde man sehr gut sehen können, wenn man die Kontakte und Litzen der Leitungen vergleichen würde.
Hatte mal von einem Hersteller die teuren PCIe Netzteilleitungen gekauft, die es nur als Zubehör gibt. Dort war auf jeden Fall ein Qualitätsunterschied festzustellen.

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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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